DE1909622B2 - DEVICE FOR OVERLAY DRILLING - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überlagerungsbohren, mit einem Drehbohrgestänge und mit einer Innen- und einer Ringbohrkrone, die schlagend beaufschlagt und durch das Bohrgestänge gemeinsam drehangetrieben sind.The invention relates to a device for overlay drilling, with a rotary drill rod and with an inner and an annular drill bit, which is impacted and jointly through the drill rods are rotationally driven.

Es sind Vorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen eine Maschine, vorzugsweise eine Hammerbohrmaschine vorgesehen ist, die einerseits eine drehende Bewegung hervorruft und andererseits auch Schläge ausübt. Drehbewegungen und Schläge werden von der eben erwähnten Maschine durch ein sogenanntes Anschlußstück, mit dem sowohl das Innenbohrgestänge als auch das Außenbohrgestänge verbunden ist, auf die beiden Bohrkronen übertragen. Infolgedessen sind deren Schlagzahlen gleich, und überdies läßt sich das Verhältnis der auf Innen- und Ringbohrkrone übertragenen Schlagenergien bei den oben genannten bekannten Vorrichtungen nicht einstellen. Durch diese beiden Umstände ergibt sich der Nachteil, daß in Anbetracht der beim Überlagerungsund Ankerlochbohren erforderlichen großen Bohrlochdurchmesser die vorstehend erwähnte Antriebsmaschine verhältnismäßig sehr groß und schwer ausgeführt sein muß, um eine einigermaßen befriedigende Bohrleistung erzieüen zu können.There are devices of the type mentioned are known in which a machine, preferably a Hammer drill is provided, which on the one hand causes a rotating movement and on the other hand also blows. Rotational movements and strokes are made by the machine just mentioned So-called connection piece with which both the inner drill pipe and the outer drill pipe is connected, transferred to the two drill bits. As a result, their beat numbers are the same, and In addition, the relationship between the interior and the Ring drill bit transmitted impact energies do not set in the above-mentioned known devices. These two circumstances have the disadvantage that, in view of the overlay and Anchor hole drilling required large borehole diameters using the aforementioned prime mover must be made relatively very large and heavy in order to achieve a reasonably satisfactory drilling performance to be able to educate.

Es ist eine Großlochbohrmaschine bekannt, die zwei Schlagwerke aufweist, wobei das eine gegen eine Innenbohrkrone und das andere gegen eine Ringbohrkrone schlägt Zur Übertragung der Drehmomente vom Bohrgestänge auf die Bohrkronen sind Federn vorgesehen, die sich in den den Bohrkronen abgewandten Endbereichen ihrer Einsteckstummel befinden. Diese Bohrvorrichtung ist im Aufbau verhältnismäßig kompliziert, da beide Schlagwerke je einen eigenen Zylinder erfordern, um den Zusammenbau der Vorrichtung zu ermöglichen. Ein weiterer Nachteil derselben besteht darin, daß es bei ihr aus räumlichen Gründen nicht möglich ist. den Schneiden der Ringbohrkrone in befriedigender Weise Spülluft zuzuführen.A large hole drilling machine is known which has two hammer mechanisms, one against one Inner drill bit and the other hits against a ring bit to transmit the torques from Drill rods on the drill bits are provided with springs facing away from the drill bits End areas of their plug-in stubs are located. This drilling device is relatively complicated in structure, since both striking mechanisms each require their own cylinder to assemble the device enable. Another disadvantage of the same is that it is not for spatial reasons is possible. to supply scavenging air to the cutting edge of the ring drill bit in a satisfactory manner.

Ein ebenfalls bekanntes Gesteinsbohrgerät ist mit mehreren, z. B. drei hintereinander angeordneten, in je einem Zylinder befindlichen Kolben versehen, die gegen eine Innenbohrkrone bzw. je eine Ringbohrkrone schlagen. Dieses Gerät ergibt die Nachteile, daß es im Aufbau sehr kompliziert ist, da es mehrere Zylinder mit verschiedenen Außendurchmessern aufweist.Another known rock drilling device is with several, z. B. three arranged one behind the other, in each a cylinder located piston provided, which against an inner drill bit or a ring drill bit beat. This device has the disadvantages that it is very complicated in structure since it has several cylinders has different outer diameters.

Weiter ist ein Stoßbohrantrieb bekannt, bei dem die Drehung eines inneren und eines äußeren Meißels nach dem Schlagbohrprinzip, also durch eine Verdrallung der Schlagkolben bei ihren Hüben erfolgt. Dieser Stoßbohrantrieb gestattet es auch in etwas abgewandelter Form nicht, Überlagerungs- bzw. Unterwasserbohrungen in rationeller Weise durchzuführen.Furthermore, a hammer drill drive is known in which the rotation of an inner and an outer bit after the hammer drilling principle, i.e. by twisting the Percussion piston takes place on their strokes. This impact drill drive also allows it in a slightly modified form not to carry out overlay or underwater drilling in a rational manner.

Ferner ist ein an einem Seil hangender Tieflochantrieb mit mehreren, z. B. fünf von je einem Solenoid betätigten Schlagbohrern bekannt, dem eine Verrohrung nachfolgt. Auch mit dieser Vorrichtung lassen sich Überlagerungsbohrungen nicht in wirtschaftlicher Weise durchführen. Weiter ist ein Versenkhammer-Bohrgerät mit einer Keilverbindung zwischen Bohrgestänge und Bohrkrone bekannt, durch die eine Längsbeweglichkeit der letzteren sichergestellt ist. Dieses Bohrgerät weist jedoch nur eine einzige Bohrkrone auf.There is also a deep-hole drive hanging on a rope with several, e.g. B. five percussion drills operated by a solenoid are known to the piping follows. With this device, too, overlay bores cannot be made economically carry out. Next is a submerged hammer drill with a wedge connection between drill rods and drill bit known, through which a longitudinal mobility of the latter is ensured. This drill rig however, has only a single drill bit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend angeführten Nachteile zu vermeiden und eine Versenkhammer-Bohrvorrichtung mit einem gegen eine llnnenbohrkrone und einem zweiten gegen eine Ringbohrkrone schlagenden Schlagwerk zu schaffen, die in ihrem Aufbau verhältnismäßig sehr einfach ist und bei der es möglich ist, in befriedigender Weise den Schneiden der Ringbohrkrone Spülluft zuzuführen. Erfindungsgemäß wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß hinter den Bohrkronen jeweils eigene Schlagwerke für die Ringbohrkrone und die Innenbohrkrone angeordnet sind, daß ein Teil des Bohrgestänges an der Innenseite Keilnuten aufweist, in die auf dem Schaft der Ringbohrkrone vorgesehene Nasen eingreifen, und daß der Schaft der Ringbohrkrone an der Innenseite gleichfalls Keilnuten trägt, in die auf einem mit der Innenbohrkrone starr verbundenen Einsteckzapfen angebrachte Nasen eingreifen.The invention is based on the object of avoiding the above-mentioned disadvantages and a submerged hammer drill jig with one against an inner bit and a second against one To create ring bit hitting hammer mechanism, which is relatively very simple in its structure and in which it is possible to supply the cutting of the ring drill bit with scavenging air in a satisfactory manner. According to the invention this is achieved in a device of the type mentioned in that behind the drill bits each have their own hammer mechanisms for the ring drill bit and the inner drill bit are that a part of the drill string on the inside has keyways, in the on the shaft of the Ring bit provided lugs engage, and that the shank of the ring bit on the inside also carries keyways, into which on a plug-in pin rigidly connected to the inner drill bit attached noses engage.

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles hervor, das in der Zeichnung schematisch abgebildet ist.Further details of the device according to the invention emerge from the following description of an embodiment shown in the drawing is shown schematically.

Es zeigen:Show it:

Fig. "I eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Ansicht,Fig. "I an embodiment of the invention Device in view,

F i g. 2 das auf die Innenbohrkrone 23 einwirkendeF i g. 2 the one acting on the inner drill bit 23

Schlagwerk 1 im Längsschnitt a—b und in einem größeren Maßstab,Striking mechanism 1 in longitudinal section a - b and on a larger scale,

f- i g. 3 das auf die Ringbohrkrone 20 einwirkende Schlagwerk 6 samt den beiden Bohrkronen 20 und 23, ebenfalls im Längsschnitt a—b und in einem größeren Maßstab.f- i g. 3 the hammer mechanism 6 acting on the ring drill bit 20 together with the two drill bits 20 and 23, also in longitudinal section a-b and on a larger scale.

Die Schlagkolben 2 und 7 der beiden Schlagwerke 1 und 6 sind konzentrisch zur Bohrachse a —b angeordnet, wobei von den beiden Bohrkronen 20 und 23 aus gesehen das a;;i die Ringbohrkrone 20 einwirkende i& Schlagwerk 6 vor dem auf die Innenbohrkrone 23 einwirkenden Schlagwerk 1 angeordnet ist Beide Schlagkolben 2 und 7 befinden sich in dem gleichen Zylinder 5. Der Schlagkolben 2 schlägt mit seinem Schaft 2' gegen den direkt mit der Innenbohrkrone 23 starr verbundenen, vorzugsweise verschraubten Einsteckzapfen 24. Hingegen schlägt der Schlagkolben 7 (durch dessen konzentrische Bohrung der Einsteckzapfen 24 hindurchgeht) unmiJtelbar auf die Ringbohrkrone 20. Die Luftzufuhr ?u den beiden Schlagkolben 2 und 7 erfolgt über eine der bekannten Schiebersteuerungen, zu welcher der Schieber 13 gehört Demgemäß wird die durch das hohle Bohrgestänge 10, das ebenfalls hohle Zwischenstück 11 und die im Steuerungsteil 12 vorgesehenen Löcher 12' zugeleitete Druckluft durch den Schieber 13 wechselweise durch den Kanal 14 in den vorderen Zylinderraum 3 bzw. 8 und durch den Kanal 15 bzw. 16 in den hinteren Zylinderraum 4 bzw. 9 des Schlagwerkes 1 bzw. 6 geleitet, wogegen die Abluft durch die beiden Auspuffkanäle 17 und 18 und die in der Außenbohrkrone 20 vorhandenen Bohrungen 21 zur Bohrlochsohle 22 strömt und als Spülmittel verwendet wird. Die beiden Bohrkronen 20 und 23 werden gemeinsam von einem pneumatisch oder hydraulisch betriebenen, nicht dargestellten Drehwerk angetrieben. Die Drehbewegung wird hierbei über das Bohrrohr (Verlängerungsrohr) 10, das Zwischenstück 11, den Zylinder 5 und das Einschraubstück 19 (welche Teile miteinander verschraubt sind) übertragen. Das Einschraubstück 19 weist an seiner Innenseite Keilnuten 19' auf, in welche die auf der Ringbohrkrone 20 vorgesehenen Nasen 20' eingreifen. Infolgedessen dreht sich die Ringbohrkrone 20 mit dem Einschraubstück 19 mit. Die Ringbohrkrone 20 ist ebenfalls an der Innenseite mit Keilnuten 20" versehen, in die auf dem Einsteckzapfen 24 vorhandene Nasen 24' eingreifen. Infolgedessen dreht sich der mit der Innenbohrkrone 23 starr verbundene (verschraubte) Einsteckzapfen 24 mit der Ringbohrkrone 20 mit Beide Bohrkronen 20 und 23 führen somit wie bei den zuvor beschriebenen Vorrichtungen eine gleichzeitig schlagende und drehende Bewegung aus.The percussion pistons 2 and 7 of the two percussion mechanisms 1 and 6 are arranged concentrically to the drilling axis a-b , with the a ;; i acting on the ring drill bit 20 and the hammer mechanism 6 acting on the inner drill bit 23 in front of the hammering mechanism acting on the inner drill bit 23 when viewed from the two drill bits 20 and 23 1 Both percussion pistons 2 and 7 are located in the same cylinder 5. The percussion piston 2 strikes with its shaft 2 'against the plug-in pin 24, which is rigidly connected directly to the inner drill bit 23 and is preferably screwed The insertion pin 24 passes through) directly to the ring drill bit 20. The air supply to the two percussion pistons 2 and 7 takes place via one of the known slide controls, to which the slide 13 belongs in the control part 12 provided holes 12 'supplied compressed air through the slide 13 alternately du rch the duct 14 into the front cylinder chamber 3 or 8 and through the duct 15 or 16 into the rear cylinder chamber 4 or 9 of the hammer mechanism 1 or 6, whereas the exhaust air through the two exhaust ducts 17 and 18 and the one in the Outer drill bit 20 existing bores 21 flows to the borehole bottom 22 and is used as a flushing agent. The two drill bits 20 and 23 are driven jointly by a pneumatically or hydraulically operated rotating mechanism, not shown. The rotary movement is transmitted via the drill pipe (extension pipe) 10, the intermediate piece 11, the cylinder 5 and the screw-in piece 19 (which parts are screwed together). The screw-in piece 19 has keyways 19 'on its inside, into which the lugs 20' provided on the ring drill bit 20 engage. As a result, the ring drill bit 20 rotates with the screw-in piece 19. The ring drill bit 20 is also provided on the inside with keyways 20 ″ into which the lugs 24 'present on the insertion pin 24 engage 23 thus perform a simultaneous beating and rotating movement, as in the devices described above.

Die Ringbohrkrone 20 ist auf einer Seite in ihrem mittleren Längenbereich mit einer länglichen Ausnehmung 25 versehen, in welche ein in dem Einschraubstück 19 befestigter, quer zur Bohrachse a—b angeordneter zylindrischer Stift 26 eingreift und infolgedessen ein Herausfallen der Ringbohrkrone 20 aus dem Einschraubstück 19 verhindert Die Abfuhr des Bohrmaterials (Bohrkleins) erfolgt ausschließlich durch den zwischen dem Bohrgestänge 10, das aus dem Einschraubstück 19, dem Zylinder 5 sowie aus Zwischenstücken 11 und Verlängerungsrohren besteht und Bohrlochwand 27 vorhandenen Ringraum 28. Es sei bemerkt, daß die beiden auf je eine der beiden Bohrkronen 20 und 23 wirkenden Schlagwerke 1 und 6 Versenkhämmer darstellen. Beim Überlagerungsbohren und vor allem beim Unterwasserbohren, wobei man mit der Ringbohrkrone auf festen (gewachsenen) Stein kommt, ist es vorteilhaft zwischen Einsteckzapfen 24 und Innenbohrkrone 23 eine bzw. mehrere (nicht dargestellte) an ihren Enden mit Gewinden versehene Verlängerungsstangen vorzusehen.The ring drill bit 20 is provided on one side in its middle length area with an elongated recess 25, in which a cylindrical pin 26 fastened in the screw-in piece 19 and arranged transversely to the drilling axis a-b engages and consequently prevents the ring drill bit 20 from falling out of the screw-in piece 19 The removal of the drilling material (cuttings) takes place exclusively through the annular space 28 present between the drill rod 10, which consists of the screw-in piece 19, the cylinder 5 as well as intermediate pieces 11 and extension tubes and borehole wall 27 two drill bits 20 and 23 acting percussion mechanisms 1 and 6 represent countersinking hammers. When overlay drilling and especially when drilling underwater, where the ring bit is used to get on solid (grown) stone, it is advantageous to provide one or more extension rods (not shown) with threads at their ends between the insertion pin 24 and the inner bit 23.

Es sei erwähnt, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung pneumatisch oder hydraulisch betätigte Schlagwerke und pneumatisch, hydraulisch oder in anderer Weise angetriebene Drehwerke in Frage kommen.It should be mentioned that the device according to the invention operated pneumatically or hydraulically Striking mechanisms and rotating mechanisms driven pneumatically, hydraulically or in some other way come.

Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen zum Überlagerungs-, Ankerloch- und/oder Unterwasserbohren ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, das Verhältnis der auf Innen- und Ringbohrkrone übertragenen Schlagenergien von vornherein genau festzulegen. Infolgedessen bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung gegenüber den bekannten Vorrichtungen den beträchtlichen Vorteil, daß sich mit ihr unter sonst gleichen Bedingungen mit geringeren Antriebsleistungen wesentlich größere Bohrleistungen erzielen lassen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die für ihre Betätigung erforderlichen Schlagwerke verhältnismäßig viel kleiner und leichter als bei den erwähnten bekannten Vorrichtungen ausgeführt sein können.In contrast to the known devices for overlay, anchor hole and / or underwater drilling it is possible with the device according to the invention, the ratio of the inner and ring drill bit to determine the transmitted impact energies precisely from the outset. As a result, the invention offers Device over the known devices the considerable advantage that with her all other things being equal, with lower drive power, significantly greater drilling power can be achieved. Another advantage of the device according to the invention is that for their Actuation required striking mechanisms relatively much smaller and lighter than those mentioned known devices can be executed.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zum Oberlagerungsbohren, mn einem Drehbohrgestänge und mit einer Innen- und S einer Ringbohrkrone, die schlagend beaufschlagt und durch das Bohrgestänge gemeinsam drehangetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Bohrkronen (20; 23) jeweils eigene Schlagwerke (6; 1) für die Ringbohrkrone (20) und die Inner.bohrkrone (23) angeordnet sind, daß ein Teil des Bohrgestänges (10) an der Innenseite Keilnuten (19') aufweist, in die auf dem Schaft der Ringbohrkrone (20) vorgesehene Nasen (20') eingreifen, und daß der Schaft der Ringbohrkrone (20) an der Innenseite gleichfalls Keilnuten (20") trägt, in die auf einem mit der Innenbohrkrone (23) starr verbundenen Einsteckzapfen (24) angebrachte Nasen (24') eingreifen.1. Device for upper bearing drilling, with a rotary drill rod and with an inner and S a ring drill bit, which is impacted and driven together in rotation by the drill rods are, characterized in that behind the drill bits (20; 23) each separate hammer mechanisms (6; 1) for the ring drill bit (20) and the Inner.bohrkrone (23) are arranged that part of the drill string (10) on the inside Has keyways (19 ') into which noses (20') provided on the shank of the ring drill bit (20) engage, and that the shank of the ring bit (20) also has keyways (20 ") on the inside, in the noses attached to a plug-in pin (24) rigidly connected to the inner drill bit (23) (24 ') intervene. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den Keilnuten (19') versehene innere Teil des Bohrgestänges (10) ein Einschraubstück (19) ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the provided with the keyways (19 ') inner part of the drill string (10) is a screw-in piece (19). 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsteckzapfen (24) mit der Innenbohrkrone (23) verschraubt ist.3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the insertion pin (24) is screwed to the inner drill bit (23). 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Ringbohrkrone (20) durch den Schlagkolben (7) des ihr zugeordneten Schlagwerkes (6) unmittelbar beaufschlagbar ist.4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the ring drill bit (20) can be acted upon directly by the percussion piston (7) of the percussion mechanism (6) assigned to it. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Schlagkolben (2; 7) im gleichen Zylinder (5) angeordnet sind.5. Device according to claims 1 to 3, characterized in that both percussion pistons (2; 7) are arranged in the same cylinder (5). 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Auspuffkanäle (18; 21) vom Zylinderraum des die Ringbohrkrone (20) beaufschlagenden Schlagwerkes (b) durch das Einschraubstück (19) und die Ringbohrkrone (20) einerseits und vom Zylinderraum des die Innenbohrkrone (23) beaufschlagenden Schlagwerkes (1) durch den Einsteckzapfen (24) andererseits zur Bohrlochsohle (22) geführt sind6. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the exhaust ducts (18; 21) from the cylinder chamber of the percussion mechanism (b) acting on the ring drill bit (20) through the Screw-in piece (19) and the ring drill bit (20) on the one hand and from the cylinder space of the inner drill bit (23) acting hammer mechanism (1) through the insertion pin (24) on the other hand to the bottom of the borehole (22) are performed